CN108817678A - 一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，涉及砂铸技术领域。本发明包括固定在静压造型线上的固定支架，以及活动安装在固定支架上的激光机；固定支架上设置有两相互平行的X轴运动导轨，两X轴运动导轨上设置有支撑梁，支撑梁的一侧固定有一Y轴运动导轨，Y轴运动导轨上设置有平台，平台的外表面固定有Z轴运动导轨，Z轴运动导轨上装设有激光机固定座，有激光机固定座上固定有一激光机；X轴运动导轨Y轴运动导轨和Z轴运动导轨分别连接有一伺服电机；激光机的外侧固定有一高压吹风管。本发明通过设有的相互滑动配合的X轴、Y轴和Z轴运动导轨，并在Z轴运动导轨上活动设置有激光机，实现了在砂铸静压造型线上对型砂表面进行标刻。

Description

一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备

技术领域

本发明属于砂铸技术领域，特别是涉及一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备。

背景技术

激光标刻机利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记。激光打标可以标记出各种文字、符号和图案等，字符大小甚至可达到微米量级。用于激光打标的激光束由激光器产生，经过一系列光学传导与处理，最终通过光学镜片进行光束聚焦，然后将聚焦后的高能量光束偏转到待加工物体表面的指定位置，形成凹陷的永久痕迹。相较于传统的2D打标，3D打标在同等聚焦精度工作时，可打标范围更大。3D打标系统一般呈卧式设置，需要加工的工件则根据需要，水平横向置于传送带上被标刻，但对于某些较大工件，则要求标刻机系统根据工件大小相应配套复合尺寸要求的传动装置。现有市场上还没有专门用于砂铸成型用的激光标刻设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，通过设有的相互滑动配合的X轴、Y轴和Z轴运动导轨，并在Z轴运动导轨上活动设置有激光机，实现了在砂铸静压造型线上对型砂表面进行标刻。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，包括固定在所述静压造型线上的固定支架，以及活动安装在所述固定支架上的激光机；

所述固定支架上设置有两相互平行的X轴运动导轨，两所述X轴运动导轨上设置有支撑梁，所述支撑梁的一侧固定有一Y轴运动导轨，所述Y轴运动导轨上设置有平台，所述平台的外表面固定有Z轴运动导轨，所述Z轴运动导轨上装设有激光机固定座，所述有激光机固定座上固定有一激光机；

所述X轴运动导轨与一第一伺服电机相连，所述Y轴运动导轨一第二伺服电机相连，所述Z轴运动导轨与一第三伺服电机相连；

所述激光机的外侧固定有一高压吹风管。

进一步地，所述固定支架包括对称设置在静压造型线两侧的垫脚，所述静压造型线两侧通过垫脚均固定有一矩形框架，两相邻所述矩形框架之间固定有两相互平行的横梁。

进一步地，所述横梁上固定有一X轴运动导轨。

进一步地，所述X轴运动导轨包括第一X轴运动导轨和第二X轴运动导轨；所述第一X轴运动导轨与第一伺服电机相连；所述第一X轴运动导轨和第二X轴运动导轨之间设有传动杆。

进一步地，所述X轴运动导轨、Y轴运动导轨和Z轴运动导轨均为皮带式运动导轨；所述皮带式运动导轨包括导轨运动部件、运动滑块和皮带，所述导轨运动部件与所述伺服电机相连接，所述皮带两端设有导轨运动部件，所述运动滑块设于所述皮带上；

所述支撑梁的两端分别固定在X轴运动导轨的运动滑块上；所述平台固定在Y轴运动导轨的运动滑块上，所述激光机固定座固定在Z轴运动导轨的运动滑块上。

一种该激光标刻设备的控制系统；包括PLC控制器和到位传感器；所述PLC控制器的输出端分别与第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机相连，所述到位传感器与PLC控制器的输入端相连。

进一步地，所述PLC控制器与第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机采用总线通讯连接。

进一步地，所述激光标刻设备的控制系统包括手动控制模式和自动控制模式。

一种激光标刻设备的控制方法包括如下步骤：

步骤1、设置PLC控制器的控制程序及操作界面，在所述操作界面上的操作模式中选择参数输入模式：手动或自动；

其中，选择手动模式时，执行手动操作，进行激光标刻控制参数设置，并保存相关的工艺参数和产品参数；

选择自动模式时，系统直接调出预存的参数；所述PLC控制程序的操作界面为一触摸屏；

步骤2、启动PLC控制程序，控制激光机根据设置好的参数运行；

步骤3、在运行过程中，通过操作界面显示实时工作状况；当PLC控制系统发现故障时，通过操作界面根据故障信息显示报警提；

步骤4、PLC控制程序控制各工序的生产完成后，对不同产品型号的参数进行分类保存，便于下次选择自动模式时直接调用。

进一步地，所述控制参数包括第一伺服参数、第二伺服参数和第三伺服参数。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过设有的相互滑动配合的X轴、Y轴和Z轴运动导轨，并在Z轴运动导轨上活动设置有激光机，实现了在砂铸静压造型线上对型砂表面进行标刻；同时本发明在激光机的外侧设有高压吹风管，便于在激光标刻时将影响标刻效果的沙粒用高压吹风管吹开，提高激光标刻的精确度。

2、本发明使用伺服电机进行导轨驱动，移动精度可达到0.2mm,全密封型可防尘。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明激光标刻设备结构示意图；

图2为本发明激光标刻设备控制系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，包括固定在静压造型线1上的固定支架，以及活动安装在固定支架上的激光机；

固定支架上设置有两相互平行的X轴运动导轨2，两X轴运动导轨上设置有支撑梁3，支撑梁3的一侧固定有一Y轴运动导轨4，Y轴运动导轨4上设置有平台5，平台5的外表面固定有Z轴运动导轨6，Z轴运动导轨6上装设有激光机固定座7，有激光机固定座7上固定有一激光机8；

X轴运动导轨2与一第一伺服电机相连，Y轴运动导轨4一第二伺服电机相连，Z轴运动导轨6与一第三伺服电机相连；

激光机8的外侧固定有一高压吹风管。

其中，固定支架包括对称设置在静压造型线1两侧的垫脚11，静压造型线1两侧通过垫脚11均固定有一矩形框架12，两相邻矩形框架12之间固定有两相互平行的横梁13。

其中，横梁13上固定有一X轴运动导轨2。

其中，X轴运动导轨2包括第一X轴运动导轨和第二X轴运动导轨；第一X轴运动导轨与第一伺服电机相连；第一X轴运动导轨和第二X轴运动导轨之间设有传动杆。

其中，X轴运动导轨2、Y轴运动导轨4和Z轴运动导轨6均为皮带式运动导轨；皮带式运动导轨包括导轨运动部件、运动滑块和皮带，导轨运动部件与伺服电机相连接，皮带两端设有导轨运动部件，运动滑块设于皮带上；

支撑梁3的两端分别固定在X轴运动导轨2的运动滑块上；平台5固定在Y轴运动导轨4的运动滑块上，激光机固定座7固定在Z轴运动导轨6的运动滑块上。

请参阅图2所示，一种该激光标刻设备的控制系统；包括PLC控制器和到位传感器；PLC控制器的输出端分别与第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机相连，到位传感器与PLC控制器的输入端相连。

其中，PLC控制器与第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机采用总线通讯连接。

其中，激光标刻设备的控制系统包括手动控制模式和自动控制模式。

一种激光标刻设备的控制方法包括如下步骤：

步骤1、设置PLC控制器的控制程序及操作界面，在操作界面上的操作模式中选择参数输入模式：手动或自动；

其中，选择手动模式时，执行手动操作，进行激光标刻控制参数设置，并保存相关的工艺参数和产品参数；

选择自动模式时，系统直接调出预存的参数；PLC控制程序的操作界面为一触摸屏；

步骤2、启动PLC控制程序，控制激光机根据设置好的参数运行；

步骤3、在运行过程中，通过操作界面显示实时工作状况；当PLC控制系统发现故障时，通过操作界面根据故障信息显示报警提；

步骤4、PLC控制程序控制各工序的生产完成后，对不同产品型号的参数进行分类保存，便于下次选择自动模式时直接调用。

其中，控制参数包括第一伺服参数、第二伺服参数和第三伺服参数。

其中，该激光标刻设备的具体运行包括如下步骤

1)打开激光机，编辑好喷印内容，选择当前沙模型型号，启动由X轴、Y轴和Z轴运动导轨组成的三轴运动系统。

2)运动系统的到位传感器自动追溯造型线步进状态，当造型线停止后，三轴运动系统带动激光机头沿向X、Y方向运动到砂型工件的正上方，同时Z轴方向根据测高传感器反馈信号自动完成调焦。

3)激光机头完全到位后将自动进行标刻，标刻完成后运动系统移动带动激光机头到达下一个砂型工件的正上方自动调焦进行二次标刻，直到完成所有工件的标刻

4)运动系统带动激光头回到原点，等待下一个步进状态的停止信号。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，包括固定在所述静压造型线(1)上的固定支架，以及活动安装在所述固定支架上的激光机，其特征在于：

所述固定支架上设置有两相互平行的X轴运动导轨(2)，两所述X轴运动导轨上设置有支撑梁(3)，所述支撑梁(3)的一侧固定有一Y轴运动导轨(4)，所述Y轴运动导轨(4)上设置有平台(5)，所述平台(5)的外表面固定有Z轴运动导轨(6)，所述Z轴运动导轨(6)上装设有激光机固定座(7)，所述有激光机固定座(7)上固定有一激光机(8)；

所述X轴运动导轨(2)与一第一伺服电机相连，所述Y轴运动导轨(4)一第二伺服电机相连，所述Z轴运动导轨(6)与一第三伺服电机相连；

所述激光机(8)的外侧固定有一高压吹风管。

2.根据权利要求1所述的一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，其特征在于，所述固定支架包括对称设置在静压造型线(1)两侧的垫脚(11)，所述静压造型线(1)两侧通过垫脚(11)均固定有一矩形框架(12)，两相邻所述矩形框架(12)之间固定有两相互平行的横梁(13)。

3.根据权利要求2所述的一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，其特征在于，所述横梁(13)上固定有一X轴运动导轨(2)。

4.根据权利要求1所述的一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，其特征在于，所述X轴运动导轨(2)包括第一X轴运动导轨和第二X轴运动导轨；所述第一X轴运动导轨与第一伺服电机相连；所述第一X轴运动导轨和第二X轴运动导轨之间设有传动杆。

5.根据权利要求1所述的一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，其特征在于，所述X轴运动导轨(2)、Y轴运动导轨(4)和Z轴运动导轨(6)均为皮带式运动导轨。

6.根据权利要求1所述的一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，其特征在于，基于该激光标刻设备的控制系统包括PLC控制器和到位传感器；所述PLC控制器的输出端分别与第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机相连，所述到位传感器与PLC控制器的输入端相连。

7.根据权利要求6所述的一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，其特征在于，所述PLC控制器与第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机采用总线通讯连接。

8.根据权利要求6所述的一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，其特征在于，所述激光标刻设备的控制系统包括手动控制模式和自动控制模式。

9.据权利要求1-6任意一所述的一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，其特征在于，基于该控制系统的控制方法包括如下步骤：

步骤1、设置PLC控制器的控制程序及操作界面，在所述操作界面上的操作模式中选择参数输入模式：手动或自动；

其中，选择手动模式时，执行手动操作，进行激光标刻控制参数设置，并保存相关的工艺参数和产品参数；

选择自动模式时，系统直接调出预存的参数；所述PLC控制程序的操作界面为一触摸屏；

步骤2、启动PLC控制程序，控制激光机根据设置好的参数运行；

步骤3、在运行过程中，通过操作界面显示实时工作状况；当PLC控制系统发现故障时，通过操作界面根据故障信息显示报警提；

步骤4、PLC控制程序控制各工序的生产完成后，对不同产品型号的参数进行分类保存，便于下次选择自动模式时直接调用。

10.据权利要求9所述的一种用于砂铸静压造型线的激光标刻设备，其特征在于，控制参数包括第一伺服参数、第二伺服参数和第三伺服参数。